釤鈷磁鐵能用十幾年嗎－釤鈷在高溫下的長期穩定性

磁鐵的長期穩定性是每個使用者都關心的問題。釤鈷（SmCo）磁體的穩定性因其惡劣的應用環境而顯得更為重要。2000年，陳^[1]和劉^[2]等研究了高溫釤鈷的組成和結構，開發了耐高溫釤鈷磁鐵。最高工作溫度（T_最大限度) 的釤鈷磁鐵的溫度從 350°C 增加到 550°C。此後，陳等人。透過在釤鈷磁鐵上沉積鎳、鋁等塗層，提高了釤鈷的抗氧化性。

2014年，「磁動力」創始人毛守東博士系統研究了釤鈷在高溫下的穩定性，結果發表在JAP^[3]。一般結果如下：

1. 什麼時候釤鈷在高溫狀態（500℃，空氣）下，表面容易形成降解層。降解層主要由外層氧化皮（釤已耗盡）和內層氧化皮（大量氧化物）組成。退化層中釤鈷磁鐵的基本結構被完全破壞。如圖1、圖2所示。

圖。Sm的光學顯微照片₂Co₁₇磁鐵在 500 °C 的空氣中進行不同時間的等溫處理。(a) 平行於 c 軸、(b) 垂直於 c 軸的表面下方的降解層。

圖2.BSE 顯微照片和 EDS 元素對 Sm 進行線掃描₂Co₁₇磁鐵在空氣中 500 °C 等溫處理 192 小時。

2. 降解層的主要形成對SmCo的磁性能有顯著影響，如圖3所示。和CuO。與中心未受影響的 Sm2Co17 磁體的硬磁相相比，Co(Fe)、CoFe2O4 和 Fe3O4 充當軟磁相。應控制降解行為。

圖3 Sm的磁化曲線₂Co₁₇磁鐵在 500 °C 的空氣中進行不同時間的等溫處理。磁化曲線的測試溫度為298 K。₂Co₁₇磁鐵。

3.如果在SmCo上沉積高抗氧化性的鍍層來取代原來的電鍍鍍層，可以更顯著地抑制SmCo的降解過程，提高SmCo的穩定性，如圖4所示。或塗層顯著抑制SmCo的重量增加和磁性能的損失。

圖4 Sm上抗氧化OR塗層的結構₂Co₁₇磁鐵。

「MagnetPower」此後開展了高溫下長期穩定性（~4000小時）的實驗，可以為今後高溫下使用釤鈷磁鐵的穩定性提供參考。

2021年，基於最高工作溫度要求，「MagnetPower」開發了350°C至550°C的一系列牌號（T系列）。這些牌號可為高溫釤鈷應用提供充足的選擇，且磁性能更具優勢。如圖5所示，請參考網頁：https://www.magnetpower-tech.com/t-series-sm2co17-smco-magnet-supplier-product/

圖5 “MagnetPower”高溫釤鈷磁鐵（T系列）

結論

1.釤鈷作為一種高度穩定的稀土永磁體，可以在高溫（≥350℃）下短暫使用。高溫釤鈷（T系列）可在550°C下應用而不會發生不可逆退磁。

2.但是，如果釤鈷磁鐵在高溫（≥350℃）下長期使用，表面容易產生降解層。抗氧化塗層的使用可確保SmCo在高溫下的穩定性。

參考

[1] CHhen，IEEE 磁學彙刊，36, 3291-3293, (2000)；

[2] 劉建峰，應用物理學報，85, 2800-2804, (1999)；

[3] 毛守東，應用物理學報，115, 043912,1-6 (2014)